Нейтронные звезды помогают глубже понять кварковое вещество
AstroNews.ru - 12 Июня 2018 12:55:25
Кварковое вещество – экстремально плотное состояние материи, в котором она состоит из отдельных субатомных частиц, называемых кварками – может существовать в центрах нейтронных звезд. Также оно может быть воссоздано на короткие мгновения в ускорителях частиц на Земле, таких как Большой адронный коллайдер ЦЕРН. Однако коллективное поведение кварковых частиц с трудом поддается математическому описанию. В новой работе исследователи во главе с Алекси Куркелой (Aleksi Kurkela) из Департамента теоретических исследований ЦЕРН и Университета Ставангера, Новергия, объясняют, как нейтронные звезды помогли наложить важные ограничения на коллективное поведение частиц материи, пребывающих в этом экстремальном состоянии.
Для описания коллективного поведения частиц кварковой материи физики обычно используют уравнения состояния, связывающие давление материи в данном состоянии с другими свойствами, описывающими это состояние. Однако для кваркового вещества до сих пор не предложено единого уравнения состояния; вместо этого ученые вынуждены описывать состояние кварковой материи лишь при помощи семейств уравнений. В своей новой работе команда Куркелы использовала данные по приливным деформациям нейтронных звезд под действием звезд-компаньонов, полученные при помощи обсерваторий LIGO и Virgo, для того чтобы значительно сократить объем этого семейства уравнений. Такое сокращение объема уравнений, используемых для описания состояния кваркового вещества, позволяет наложить более строгие ограничения, по сравнению с существующими, на коллективные свойства кварковой материи.
На заключительном этапе исследования авторы применили полученные ими ограничения теперь уже для исследования свойств самих нейтронных звезд - и смогли получить выражение, связывающее размер и массу нейтронной звезды. Согласно команде, максимальный радиус нейтронной звезды массой 1,4 массы Солнца составляет от 10 до 14 километров.
Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.